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新突破,300公里级,量子直接通信网成功构建

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我国科学家成功构建300公里级量子直接通信网络。

据科技日报,近日,上海交通大学陈险峰教授团队联合上海电力大学李渊华教授团队,在量子直接通信领域取得重要进展,成功构建了一个四个节点间300公里级的全连接量子直接通信网络。相关研究成果发表于《科学通报》杂志。

量子直接通信是一种利用量子力学原理进行信息传输的技术,具有极高的安全性。量子直接通信理论体系最早由清华大学龙桂鲁教授团队在2000年提出,随后国内多家科研机构相继开展研究。2020年,我国研制出国际上首台量子直接通信样机;2025年,北京量子信息科学研究院等单位的科研人员,更是在104.8公里距离下,实现168小时的连续稳定传输,创下世界纪录。

陈险峰教授团队长期深耕量子直接通信领域。最新研究中,科研人员创新性地采用双泵浦光参量下转换技术,构建起具有高抗干扰能力的量子纠缠分发系统。实验结果显示,即使在300公里的长距离传输后,各节点间的量子态保真度仍保持在85%以上,光子对数到达率稳定在300~400赫兹,这意味着经过编码后,理论通信速率可达每秒数比特。

该研究在三个关键领域取得了突破性进展。首先,它打破了传统星型网络的局限性,首次提出了一种大规模可扩展的全连接架构。其次,通过改进光源制备技术,成功将传输距离拓展至300公里级别。最后,构建了基于量子态重构的误差修正机制,从而保障了多节点通信的稳定性。

这些技术创新为量子通信网络的实用化提供了坚实基础。展望未来,该技术有望在军事指挥、政务通信、金融交易等对信息安全要求极高的领域得到广泛应用,为信息传输的安全性和可靠性提供有力保障。

量子科技迈入落地的黄金时代

今年的政府工作报告中,“量子科技”作为信息通信领域的热词被两次提及。从基础研究、科学实验、示范应用到产业培育,量子科技领域的科技创新推动产业创新,形成量子产业生态,对于提高生产力水平、发展量子新质生产力具有重要战略意义。

量子科技涵盖量子通信、量子计算、量子精密测量三大方向。在合肥召开的2024量子科技和产业大会上,中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟表示:“我国在量子通信领域占据国际引领地位,在量子计算领域处于国际第一方阵,在量子精密测量领域部分方向处于国际领先或先进水平。”

国盛证券指出,量子计算不再是狂想,已经迈入全方位落地的黄金时代。如今,量子计算正在从硬件(备比比特)、软件和应用层面(操控比特)全方位进行产业化突围。上海证券认为,量子计算已成为大国科技竞争的核心领域,海外科技巨头IBM、谷歌等在超导路线持续突破,微软另辟拓扑蹊径,而中国在量子计算多路径探索中占据重要地位,我国量子计算产业发展潜力巨大。

根据ICVTA&K及光子盒研究院数据,2024年全球量子产业规模为50亿美元,预计到2035年产业规模超过8000亿美元,复合增速为59%;2035年上游市场规模为2527亿美元。